TWI685327B - 生理訊號偵測系統 - Google Patents
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- Measurement Of The Respiration, Hearing Ability, Form, And Blood Characteristics Of Living Organisms (AREA)
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Abstract
本發明有關一種生理訊號偵測系統，包括發光單元、影像擷取單元、影像處理單元、感測單元與控制單元；藉此，本發明藉由心衝擊描記法感測器與低功率雷達感測器等非接觸式感測器同時偵測受測者之生理參數，並結合可視距離檢測系統光學方法偵測受測者之位置與動作，有效依受測者所造成光學圖樣之形狀變化以確知其位置，以藉由對應之移動模組移動感測器而確實偵測受測者之生理參數，以改善既有之感測器無法支援受測者之各式姿勢而導致數據不正確之缺點，確實達到正確獲取受測者之各項呼吸或心跳等生理參數之主要優勢。
Description
本發明係有關於一種生理訊號偵測系統，尤其是指一種偵測躺臥裝置上之受測者生理參數的偵測系統。
按，近年來的幾項研究報告指出，每13秒就會有一個人因心血管疾病而喪命，這些無法預期的突發性疾病往往給治療帶來被動性，從病發到處理產生的滯後可能隨時為生命安全造成直接威脅，而患者對於自身心臟健康狀況的不知情也為事故的發生多增添了一份風險；心衝擊描記法(Ballistocardiology，BCG)是一種非侵入式的醫療技術，主要係透過圖形介面精準地描述心臟每次搏動所噴射之血液對人體的影響，BCG主要係結合高可靠度與高精度的微機電系統(Micro-electromechanical System，MEMS)以精確檢測人體的生理參數訊號，BCG並不是量測人體內的電壓電流訊號，而以偵測血液由左心室推進到主動脈時的生理反應，主要係當血液進入主動脈時，會產生微小但可辨識的振動，這就是BCG追蹤心跳的方法，BCG的優點是不與病人接觸，只要病人躺臥於病床上就可以追蹤心跳；然而，由於BCG係以辨識微小的振動訊號為追蹤對象，若周遭有其他振動訊號干擾的話，其所測得的心跳等生理訊號將失去準確度。
此外，目前也有以微波感測器進行心跳速率或呼吸速率偵測的方法，使用微波感測器進行生理參數之偵測係利用都卜勒效應(Doppler
Effect)完成，都卜勒效應係描述訊號來源(波源)與觀察者之間有相對運動時，觀察者觀測或感受到的波長會有變化的現象，是日常生活中經常遇到的自然現象之一；人體無時無刻都會產生微幅的生理運動，例如心跳或肺部呼吸造成胸腔的周期性起伏、咽喉裡聲帶的振動等等，若以低功率的電磁波照射心肌、胸腔或聲帶等身體部位，根據都卜勒效應，這些部位的肌肉收縮與擴張運動，將會造成電磁波在反射時發生波長與相位的改變，此時若比對初始波與反射波的差異，便能偵測出這些微量變化，再經由數學理論轉換，可以有效分析與判斷這些生理參數的訊號；然而，現行使用於遠距心肺偵測的微型雷達須克服受測者在晃動或移動時產生的雜波干擾，若受測者以側身躺臥於病床上時，設置於病床上的微型雷達也會因為側身訊號太小而導致量測不準確；因此，如何藉由創新的硬體設計，有效改善既有之感測器無法支援受測者之各式姿勢而導致數據不正確之缺點，仍是生理訊號偵測系統等相關產業開發業者與相關研究人員需持續努力克服與解決之課題。
今，發明人即是鑑於傳統適用於人體之生理訊號偵測系統於實際實施時仍存在有諸多缺失，於是乃一本孜孜不倦之精神，並藉由其豐富之專業知識及多年之實務經驗所輔佐，而加以改善，並據此研創出本發明。
本發明主要目的為提供一種生理訊號偵測系統，尤其是指一種偵測躺臥裝置上之受測者生理參數的偵測系統，主要係藉由心衝擊描記法(BCG)感測器與低功率雷達感測器等非接觸式感測器同時偵測受測者之
生理參數等硬體設計，並結合可視距離檢測系統(Visual Distance Detection System，VDS)之光學方法偵測受測者之位置與動作，有效依受測者所造成光學圖樣之形狀變化以確知其位置，以藉由對應之移動模組移動感測器而確實偵測受測者之生理參數，改善既有之感測器無法支援受測者之各式姿勢而導致數據不正確之缺點，確實達到正確獲取受測者之各項呼吸或心跳等生理參數之主要優勢者。
為了達到上述之實施目的，本發明人提出一種生理訊號偵測系統，係偵測一躺臥裝置上之受測者的生理參數；本發明之生理訊號偵測系統係至少包括有一發光單元、一影像擷取單元、一影像處理單元、一感測單元，以及一控制單元；發光單元係設置於躺臥裝置之一側部，發光單元係朝向受測者發射一包括有至少一光學圖樣之光束，其中光學圖樣係因受測者之移動而產生變化；影像擷取單元係設置於發光單元之一側部，影像擷取單元係包括有一光學鏡頭，以及一連接光學鏡頭之感光元件，其中光學鏡頭係擷取受測者與光學圖樣之影像於感光元件上成像；影像處理單元係電性連接影像擷取單元，影像處理單元係接收影像擷取單元所擷取之影像，並辨識影像中光學圖樣變化之態樣；感測單元係包括有一第一感測模組，以及至少一第二感測模組，感測單元係用以擷取受測者之生理參數；控制單元係分別以電性連接發光單元、影像擷取單元、影像處理單元，以及感測單元並控制其運作，其中控制單元係依據光學圖樣變化之態樣，驅動第一感測模組或第二感測模組等其中之一種裝置，以偵測受測者之生理參數。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中躺臥裝置係為居家床、
醫療床、電動床、照護床、平板床、日式床鋪、氣墊床、沙發床、嬰兒床、沙發或長板凳等其中之一種裝置。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中生理參數係為心跳速率、心跳速率變化率、心電資訊、呼吸速率、脈搏傳遞時間、氧飽和度、體溫或身體姿態資訊等其中之一種參數或兩者以上之組合。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中發光單元係為發光二極體(Light Emitting Diode，LED)、雷射二極體(Laser Diode，LD)或用以輸出一光束之發光元件等其中之一種裝置。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中光束之波長係介於700奈米至1000奈米之間。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中光學圖樣係為網格、直線、十字型、規則排列點或不規則排列點等其中之一種態樣。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中感光元件係為光電耦合元件(Charge Coupled Device，CCD)或互補金屬氧化物半導體(Complementary Metal-Oxide-Semiconductor，CMOS)等其中之一種裝置。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中第一感測模組係為心衝擊描記法(BCG)感測器。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中第一感測模組係可進一步設置於躺臥裝置之下端部。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中感測單元係可進一步設
置有一電性連接控制單元之第一移動模組，第一移動模組係接收控制單元之訊號而移動第一感測模組。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中第二感測模組係為一低功率雷達感測器。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中第二感測模組係可進一步設置於躺臥裝置之下端部或一側部等其中之一個位置。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中第二感測模組係包括有一發射模組、一收發天線，以及一接收模組，其中發射模組係藉由收發天線發射一訊號至受測者，以使受測者反射一反射訊號，而反射訊號係由收發天線接收後傳遞至接收模組。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中感測單元係可進一步設置有一電性連接控制單元之第二移動模組，第二移動模組係接收控制單元之訊號而移動第二感測模組。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中生理訊號偵測系統係可進一步設置有一電性連接影像擷取單元之顯示單元，顯示單元係顯示影像擷取單元擷取之受測者與光學圖樣之影像。
如上所述的生理訊號偵測系統，其中生理訊號偵測系統係可進一步設置有一電性連接控制單元之紅外線感應單元，紅外線感應單元係感測躺臥裝置側部之至少一移動物件之態樣。
藉此，本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由心衝擊描記法(BCG)感測器與低功率雷達感測器等非接觸式感測器同時偵測受測者之生理參數等硬體設計，並結合可視距離檢測系統(VDS)之光學方法偵測受測者
之位置與動作，有效依受測者所造成光學圖樣之形狀變化以確知其位置，以藉由對應之移動模組移動感測器而確實偵測受測者之生理參數，確實達到正確獲取受測者之各項呼吸或心跳等生理參數之主要優勢；此外，本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由受測者之移動而改變光學圖樣之形狀以確認其位置之所在，再結合移動模組移動對應之感測器的方位以確實感測受測者之相關生理參數，有效改善既有之感測器無法支援受測者之各式姿勢而導致數據不正確之缺點，確實達到正確且快速偵測受測者之生理參數等主要優勢；最後，本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由心衝擊描記法(BCG)感測器偵測受測者之生理參數，若有振動等外界因素干擾時，即轉換以低功率雷達感測器偵測受測者之生理參數，若是受測者的姿勢造成量測不準確實，則以光學圖樣的變化結合移動模組移動對應之感測器的方位以確實感測受測者之相關生理參數，確實達到全方位檢測生理參數而不失準之優勢。
(1)‧‧‧生理訊號偵測系統
(11)‧‧‧發光單元
(111)‧‧‧光束
(1111)‧‧‧光學圖樣
(12)‧‧‧影像擷取單元
(121)‧‧‧光學鏡頭
(122)‧‧‧感光元件
(13)‧‧‧影像處理單元
(14)‧‧‧感測單元
(141)‧‧‧第一感測模組
(142)‧‧‧第二感測模組
(15)‧‧‧控制單元
(16)‧‧‧顯示單元
(2)‧‧‧躺臥裝置
(3)‧‧‧受測者
第1圖：本發明生理訊號偵測系統其一較佳實施例之整體架構方塊圖
第2圖：本發明生理訊號偵測系統其一較佳實施例之系統架設示意圖
為利 貴審查委員瞭解本發明之技術特徵、內容、優點，以及其所能達成之功效，茲將本發明配合附圖，並以實施例之表達形式詳細說明如下，而其中所使用之圖式，其主旨僅為示意及輔助說明書之用，未必為本發明實施後之真實比例與精準配置，故不應就所附之圖式的比例與
配置關係解讀、侷限本發明於實際實施上的權利範圍，合先敘明。
首先，請參閱第1圖與第2圖所示，為本發明生理訊號偵測系統其一較佳實施例之整體架構方塊圖，以及系統架設示意圖，本發明之生理訊號偵測系統(1)係偵測一躺臥裝置(2)上之受測者(3)的生理參數，其中躺臥裝置(2)係為居家床、醫療床、電動床、照護床、平板床、日式床鋪、氣墊床、沙發床、嬰兒床、沙發或長板凳等其中之一種裝置，而生理參數係為心跳速率、心跳速率變化率、心電資訊、呼吸速率、脈搏傳遞時間、氧飽和度、體溫或身體姿態資訊等其中之一種參數或兩者以上之組合；在本發明其一較佳實施例中，生理訊號偵測系統(1)係設置於以醫療床態樣呈現之躺臥裝置(2)上，以偵測躺臥裝置(2)上之受測者(3)的心跳速率與呼吸速率等生理參數；本發明之生理訊號偵測系統(1)係至少包括有：一發光單元(11)，係設置於躺臥裝置(2)之一側部，發光單元(11)係朝向受測者(3)發射一包括有至少一光學圖樣(1111)之光束(111)，其中光學圖樣(1111)係因受測者(3)之移動而產生變化；此外，發光單元(11)係為發光二極體(LED)、雷射二極體(LD)或用以輸出一光束之發光元件等其中之一種裝置；再者，光束(111)之波長係介於700奈米至1000奈米之間；此外，光學圖樣(1111)係為網格、直線、十字型、規則排列點或不規則排列點等其中之一種裝置；在本發明其一較佳實施例中，以發光二極體(LED)態樣呈現之發光單元(11)係設置於躺臥裝置(2)之前端部，以朝向躺臥裝置(2)上之受測者(3)發射包括有至少一光學圖樣(1111)的光束(111)，其中光束(111)係介於700奈米至1000奈米之間，最佳係為850奈米或940奈米兩者，而光學圖樣(1111)係為網格之態樣，由於躺臥在醫療床上的受測者(3)係可造成投射在醫
療床床面上的光學圖樣(1111)的形狀變化，本發明之生理訊號偵測系統(1)可依據光學圖樣(1111)的形狀變化而判定受測者(3)之動作與方位；然而必須注意的是，上述發光單元(11)設置之位置、光學圖樣(1111)之組成形狀，以及躺臥裝置(2)之種類，是為了說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟知此技藝者當知道不同的發光單元(11)之架設位置，以及光學圖樣(1111)組成之形狀，只要可以讓影像視覺辨識光學圖樣(1111)形狀之改變，或不同的躺臥裝置(2)之種類，只要可以提供受測者(3)躺臥使用，並不會影響本發明的實際實施；一影像擷取單元(12)，係設置於發光單元(11)之一側部，影像擷取單元(12)係包括有一光學鏡頭(121)，以及一連接光學鏡頭(121)之感光元件(122)，其中光學鏡頭(121)係擷取受測者(3)與光學圖樣(1111)之影像於感光元件(122)上成像；此外，光學鏡頭(121)係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭等其中之一種裝置；再者，該感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)其中之一；在本發明其一較佳實施例中，影像擷取單元(12)係與發光單元(11)同樣設置於醫療床之前端部，且影像擷取單元(12)與發光單元(11)係相距一適當之距離，其中內建於影像擷取單元(12)並以魚眼態樣呈現之光學鏡頭(121)係擷取醫療床上之受測者(3)與光學圖樣(1111)之影像於以互補金屬氧化物半導體(CMOS)態樣呈現的感光元件(122)上成像；一影像處理單元(13)，係電性連接影像擷取單元(12)，影像處理單元(13)係接收影像擷取單元(12)所擷取之影像，並辨識影像中光學圖樣(1111)變化之態樣；在本發明其一較佳實施例中，影像處理單元(13)係電
性連接影像擷取單元(12)，以接收並辨識影像擷取單元(12)所擷取之影像中受測者(3)造成光學圖樣(1111)之形狀變化的態樣；一感測單元(14)，係包括有一第一感測模組(141)，以及至少一第二感測模組(142)，感測單元(14)係用以擷取受測者(3)之生理參數；此外，第一感測模組(141)係為心衝擊描記法(BCG)感測器，其中第一感測模組(141)係可進一步設置於躺臥裝置(2)之下端部；再者，第二感測模組(142)係為一低功率雷達感測器，其中第二感測模組(142)係可進一步設置於躺臥裝置(2)之下端部或一側部等其中之一個位置，而第二感測模組(142)係包括有一發射模組(圖式未標示)、一收發天線(圖式未標示)，以及一接收模組(圖式未標示)，其中發射模組係藉由收發天線發射一訊號至受測者(3)，以使受測者(3)反射一反射訊號，而反射訊號係由收發天線接收後傳遞至接收模組；在本發明其一較佳實施例中，以心衝擊描記法(BCG)感測器態樣呈現的第一感測模組(141)係架設於醫療床之躺臥裝置(2)下端部，較佳係為床架之下端部，其中心衝擊描記法(BCG)感測器係以感應受測者(3)心跳所產生之振動而偵測躺臥在醫療床上之受測者(3)的心跳速率，而以低功率雷達感測器態樣呈現的第二感測模組(142)係設置於醫療床之躺臥裝置(2)上方且位於發光單元(11)之一側，以發射微波至受測者(3)之胸腔等非接觸的方式偵測躺臥在醫療床上之受測者(3)的心跳速率或呼吸速率；然而必須注意的是，上述第二感測模組(142)設置之數量與位置是為了說明方便起見，而非以本發明所舉為限，且熟知此技藝者當知道不同的第二感測模組(142)之架設位置與數量，只要可以讓第二感測模組(142)所發射的微波可以偵測受測者(3)之胸腔起伏態樣，皆可視為本發明技術之延伸，並不會影響本發明的實際實施；
在本發明另一較佳實施例中，亦可設置多個第二感測模組(142)，以確實偵測受測者(3)之生理參數；以及一控制單元(15)，係分別以電性連接發光單元(11)、影像擷取單元(12)、影像處理單元(13)，以及感測單元(14)並控制其運作，其中控制單元(15)係依據光學圖樣(1111)變化之態樣，驅動第一感測模組(141)或第二感測模組(142)等其中之一種裝置，以偵測受測者(3)之生理參數；在本發明其一較佳實施例中，控制單元(15)係分別與發光單元(11)、影像擷取單元(12)、影像處理單元(13)，以及感測單元(14)電性連接並控制運作。
本發明之實際實施態樣主要係以架設於床架下端部之第一感測模組(141)的心衝擊描記法(BCG)感測器進行躺臥於醫療床上之受測者(3)的心跳速率量測，如果第一感測模組(141)受到外界振動訊號干擾而無法有效且正確地偵測受測者(3)之生理參數時，控制單元(15)則改以第二感測模組(142)之低功率雷達感測器以微波方式進行受測者(3)之心跳速率的量測，而若第二感測模組(142)因受測者(3)之姿勢而使訊號太小不易量測時，最終則改用影像處理單元(13)因光學圖樣(1111)之形狀變化而獲知受測者(3)之位置的可視距離檢測系統(VDS)方式檢測受測者(3)之姿勢，以藉由第一移動模組與第二移動模組對應改變第一感測模組(141)與第二感測模組(142)的方位，繼續偵測受測者(3)之心跳速率。
此外，感測單元(14)係可進一步設置有一電性連接控制單元(15)之第一移動模組(圖式未標示)，第一移動模組係接收控制單元(15)之訊號而移動第一感測模組(141)；再者，感測單元(14)係可進一步設置有一電性連接控制單元(15)之第二移動模組(圖式未標示)，第二移動模組係接收該控
制單元(15)之訊號而移動第二感測模組(142)，也就是說，控制單元(15)係可分別啟動第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器與第二感測模組(142)之低功率雷達感測器偵測並記錄躺臥於躺臥裝置(2)上之受測者(3)的心跳速率或呼吸速率等生理參數；由於第一感測模組(141)與第二感測模組(142)之間可以交互使用，當第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器受外界振動訊號干擾而無法有效且正確地偵測受測者(3)之生理參數時，則控制單元(15)係改以微波方式偵測之第二感測模組(142)的低功率雷達感測器進行生理參數之擷取，或藉由影像處理單元(13)因光學圖樣(1111)之形狀變化而獲知受測者(3)之位置而啟動第一移動模組移動第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)以再次擷取受測者(3)之生理參數，而若第二感測模組(142)之低功率雷達感測器因受測者(3)之側躺導致訊號太弱而無法有效且正確地偵測受測者(3)之生理參數等數值時，則控制單元(15)係改以第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器偵測相關之生理參數，或藉由影像處理單元(13)因光學圖樣(1111)之形狀變化而獲知受測者(3)之位置而啟動第二移動模組調整第二感測模組(142)之低功率雷達感測器之方位，以再次擷取受測者(3)之生理參數。
再者，生理訊號偵測系統(1)係可進一步設置有一電性連接影像擷取單元(12)之顯示單元(16)，顯示單元(16)係顯示影像擷取單元(12)擷取之受測者(3)與光學圖樣(1111)之影像；在本發明其一較佳實施例中，顯示單元(16)係與影像擷取單元(12)電性連接，一使用者可藉由顯示單元(16)之影像顯示以觀測受測者(3)之動態。
此外，生理訊號偵測系統(1)係可進一步設置有一電性連接
控制單元(15)之紅外線感應單元(圖式未標示)，紅外線感應單元係感測躺臥裝置(2)側部之至少一移動物件(圖式未標示)之態樣；在本發明另一較佳實施例中，紅外線感應單元係設置於發光單元(11)之一側部，以感應躺臥裝置(2)側部之移動物件之熱源，主要係用以偵測是否有陌生人靠近躺臥裝置(2)。
接著，為使 貴審查委員能進一步瞭解本發明之目的、特徵，以及所欲達成之功效，以下茲舉本發明生理訊號偵測系統(1)的具體實際實施例，進一步證明本發明之生理訊號偵測系統(1)可實際應用之範圍，但不意欲以任何形式限制本發明之範圍；當一使用者欲監測一受測者(3)之生理參數，如心跳速率或呼吸速率等狀態時，可利用本發明之生理訊號偵測系統(1)為之，主要係藉由心衝擊描記法(BCG)感測器與低功率雷達感測器等非接觸式感測器同時偵測受測者(3)之生理參數等硬體設計，並結合可視距離檢測系統(VDS)之光學方法偵測受測者(3)之位置與動作，有效依受測者(3)所造成光學圖樣(1111)之形狀變化以確知其位置，以藉由對應之移動模組移動感測器而確實偵測受測者(3)之生理參數；首先，準備一發光單元(11)，其中發光單元(11)係設置於躺臥裝置(2)之一側部，發光單元(11)係朝向受測者(3)發射一包括有至少一光學圖樣(1111)之光束(111)，其中光學圖樣(1111)係因受測者(3)之移動而產生變化；接著，準備一影像擷取單元(12)，其中影像擷取單元(12)係設置於發光單元(11)之一側部，影像擷取單元(12)係包括有一光學鏡頭(121)，以及一連接光學鏡頭(121)之感光元件(122)，其中光學鏡頭(121)係擷取受測者(3)與光學圖樣(1111)之影像於感光元件(122)上成像；接續，準備一影像處理單元(13)，其中影像處理單元(13)係電性連接影像擷取單元(12)，影像處理單元(13)係接收影像擷取單元(12)所擷取之影像，並
辨識影像中光學圖樣(1111)變化之態樣；接著，準備一感測單元(14)，其中感測單元(14)係包括有一第一感測模組(141)，以及至少一第二感測模組(142)，感測單元(14)係用以擷取受測者(3)之生理參數，其中第一感測模組(141)係為心衝擊描記法(BCG)感測器，而第二感測模組(142)係為一低功率雷達感測器；最後，準備一控制單元(15)，其中控制單元(15)係分別以電性連接發光單元(11)、影像擷取單元(12)、影像處理單元(13)，以及感測單元(14)並控制其運作，其中控制單元(15)係依據光學圖樣(1111)變化之態樣，驅動第一感測模組(141)或第二感測模組(142)等其中之一種裝置，以偵測受測者(3)之生理參數；在本發明之生理訊號偵測系統(1)硬體設置完成後，控制單元(15)係可分別啟動第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器或第二感測模組(142)之低功率雷達感測器偵測並記錄躺臥於躺臥裝置(2)上之受測者(3)的心跳速率或呼吸速率等相關的生理參數；由於第一感測模組(141)與第二感測模組(142)之間可以交互使用，當第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器受外界振動訊號干擾而無法有效且正確地偵測受測者(3)之生理參數時，則控制單元(15)係改以微波方式偵測之第二感測模組(142)的低功率雷達感測器進行生理參數之擷取，或藉由影像處理單元(13)因光學圖樣(1111)之形狀變化而獲知受測者(3)之位置而啟動第一移動模組移動第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)以再次擷取受測者(3)之生理參數，而若第二感測模組(142)之低功率雷達感測器因受測者(3)之側躺導致訊號太弱而無法有效且正確地偵測受測者(3)之生理參數等數值時，則控制單元(15)係改以第一感測模組(141)之心衝擊描記法(BCG)感測器偵測相關之生理參數，或藉由影像處理單元(13)因光學圖樣(1111)之形狀變化而獲知受測者(3)
之位置而啟動第二移動模組調整第二感測模組(142)之低功率雷達感測器之方位，以再次擷取受測者(3)之生理參數。
由上述之實施說明可知，本發明之物件定位系統與現有技術相較之下，本發明係具有以下優點：
1.本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由心衝擊描記法感測器與低功率雷達感測器等非接觸式感測器同時偵測受測者之生理參數等硬體設計，並結合可視距離檢測系統之光學方法偵測受測者之位置與動作，有效依受測者所造成光學圖樣之形狀變化以確知其位置，以藉由對應之移動模組移動感測器而確實偵測受測者之生理參數，確實達到正確獲取受測者之各項呼吸或心跳等生理參數之主要優勢。
2.本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由受測者之移動而改變光學圖樣之形狀以確認其位置之所在，再結合移動模組移動對應之感測器的方位以確實感測受測者之相關生理參數，有效改善既有之感測器無法支援受測者之各式姿勢而導致數據不正確之缺點，確實達到正確且快速偵測受測者之生理參數等主要優勢。
3.本發明之生理訊號偵測系統主要係藉由心衝擊描記法感測器偵測受測者之生理參數，若有振動等外界因素干擾時，即轉換以低功率雷達感測器偵測受測者之生理參數，若是受測者的姿勢造成量測不準確實，則以光學圖樣的變化結合移動模組移動對應之感測器的方位以確實感測受測者之相關生理參數，確實達到全方位檢測生理參數而不失準之優勢。
綜上所述，本發明之生理訊號偵測系統，的確能藉由上述所揭露之實施例，達到所預期之使用功效，且本發明亦未曾公開於申請前，
誠已完全符合專利法之規定與要求。爰依法提出發明專利之申請，懇請惠予審查，並賜准專利，則實感德便。
惟，上述所揭示之圖示及說明，僅為本發明之較佳實施例，非為限定本發明之保護範圍；大凡熟悉該項技藝之人士，其所依本發明之特徵範疇，所作之其它等效變化或修飾，皆應視為不脫離本發明之設計範疇。
(1)‧‧‧生理訊號偵測系統
(11)‧‧‧發光單元
(12)‧‧‧影像擷取單元
(121)‧‧‧光學鏡頭
(122)‧‧‧感光元件
(13)‧‧‧影像處理單元
(14)‧‧‧感測單元
(141)‧‧‧第一感測模組
(142)‧‧‧第二感測模組
(15)‧‧‧控制單元
(16)‧‧‧顯示單元
(2)‧‧‧躺臥裝置
Claims (17)
- 一種生理訊號偵測系統，係偵測一躺臥裝置上之受測者的生理參數，該生理訊號偵測系統係至少包括有：一發光單元，係設置於該躺臥裝置之一側部，該發光單元係朝向該受測者發射一包括有至少一光學圖樣之光束，其中該光學圖樣係因該受測者之移動而產生變化；一影像擷取單元，係設置於該發光單元之一側部，該影像擷取單元係包括有一光學鏡頭，以及一連接該光學鏡頭之感光元件，其中該光學鏡頭係擷取該受測者與該光學圖樣之影像於該感光元件上成像；一影像處理單元，係電性連接該影像擷取單元，該影像處理單元係接收該影像擷取單元所擷取之影像，並辨識該影像中該光學圖樣變化之態樣；一感測單元，係包括有一第一感測模組，以及至少一第二感測模組，該感測單元係用以擷取該受測者之生理參數；以及一控制單元，係分別以電性連接該發光單元、該影像擷取單元、該影像處理單元，以及該感測單元並控制其運作，其中該控制單元係依據該光學圖樣變化之態樣，驅動該第一感測模組或該第二感測模組其中之一，以偵測該受測者之生理參數。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該躺臥裝置係為居家床、醫療床、電動床、照護床、平板床、日式床鋪、氣墊床、沙發床、嬰兒床、沙發或長板凳其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該生理參數係為心跳速率、心跳速率變化率、心電資訊、呼吸速率、脈搏傳遞時間、氧飽和度、體溫或身體姿態資訊其中之一或兩者以上之組合。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該發光單元係為發光二極體、雷射二極體或用以輸出一光束之發光元件其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該光束之波長係介於700奈米至1000奈米之間。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該光學圖樣係為網格、直線、十字型、規則排列點或不規則排列點其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該光學鏡頭係為魚眼鏡頭、廣角鏡頭或標準鏡頭其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該感光元件係為光電耦合元件(CCD)或互補金屬氧化物半導體(CMOS)其中之一。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該第一感測模組係為心衝擊描記法(BCG)感測器。
- 如申請專利範圍第9項所述之生理訊號偵測系統，其中該第一感測模組係進一步設置於該躺臥裝置之下端部。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該感測單元係進一步設置有一電性連接該控制單元之第一移動模組，該第一移動模組係接收該控制單元之訊號而移動該第一感測模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該第二感測模組係為一低功率雷達感測器。
- 如申請專利範圍第12項所述之生理訊號偵測系統，其中該第二感測模組係進一步設置於該躺臥裝置之下端部或一側部其中之一。
- 如申請專利範圍第12項所述之生理訊號偵測系統，其中該第二感測模組係包括有一發射模組、一收發天線，以及一接收模組，其中該發射模組係藉由該收發天線發射一訊號至該受測者，以使該受測者反射一反射訊號，而該反射訊號係由該收發天線接收後傳遞至該接收模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該感測單元係進一步設置有一電性連接該控制單元之第二移動模組，該第二移動模組係接收該控制單元之訊號而移動該第二感測模組。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該生理訊號偵測系統係進一步設置有一電性連接該影像擷取單元之顯示單元，該顯示單元係顯示該影像擷取單元擷取之受測者與該光學圖樣之影像。
- 如申請專利範圍第1項所述之生理訊號偵測系統，其中該生理訊號偵測系統係進一步設置有一電性連接該控制單元之紅外線感應單元，該紅外線感應單元係感測該躺臥裝置側部之至少一移動物件之態樣。
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